字符流和对象流

12．2．2　字节流、字符流和对象流

在Java开发环境中，主要是由java．io包中提供的一系列的类和接口来实现各种常见的输入和输出处理。其中，每一个类代表了一种特定的输入流或输出流。程序员可以创建各种特定的输入输出流对象，并通过这些对象方便地进行数据的输入与输出操作。

根据流中传输数据的类型可分为：字节流、字符流和对象流。

①字节流是以字节为基本处理单位的流。

②字符流是以字符为基本处理单位的流。

③对象流是以对象为基本处理单位的流。为了使对象的状态能够方便地永久保存下来，JDK1．1以后的java．io包中提供了用于对象永久化保存状态的机制，它是在字节流基础上通过实现ObjectInput和ObjectOutput接口完成的。

1．字节流

输入流InputStream和输出流OutputStream是java．io包中最基本的字节流，其他字节流都是InputStream或OutputStream的派生子类。它们的继承关系如下。

·InputStream

InputStream类是抽象类，不能直接使用。它是所有字节输入流类的父类，描述了所有字节输入流的共同方法，用于完成从输入流中读取数据的功能。InputStream类提供了3种从流中读数据的方法。

①int read（）throws IOException：从输入流中读一个字节，形成一个0～255的整数返回。它是一个抽象方法，必须在具体的子类中被实现。

②int read（byte b［］）throws IOException：从输入流中读多个字节到数组b中。当数组满时或输入流中不再有数据时返回。返回实际读取的字节数。

③int read（byte b［］，int off，int len）throws IOException：从输入流中读取长度为len的数据，写入数组b中从索引off开始的位置，并返回读取的字节数。

对于这3个方法，若返回－1，表明流结束。这3个读方法只能把数据以二进制的原始方式读入，而不能分解、重组这些数据，更不能对数据进行变换。

每个流都有一个位置指针，在流刚被创建时，该指针指向流的第一个数据，以后每次读操作都是在当前位置指针处执行。伴随着流操作的执行，位置指针自动后移，指向下一个未被读取的数据。位置指针决定了读方法将在输入流中读取哪个数据。有关位置指针的方法如下。

①long skip（long n）throws IOException：跳过并忽略n个字节，重新定位输入流的当前位置。

②void mark（int limit）：在输入流的当前位置作标记。

③void reset（）throws IOException：将输入流的读取位置复位到最后一次用mark方法标记的位置。

④boolean markSupported（）：测试输入流是否支持标记／复位机制。

⑤int available（）throws IOException：返回在无阻塞情况下，由当前位置可以从输入流中读入或跳过的字节数。

关闭输入流的方法：void close（）throws IOException，关闭输入流并释放与该流相关的系统资源。

OutputStream是抽象类，不能直接使用。它是所有字节输出流类的父类，描述了所有字节输出流的共同方法，用于将数据顺序写入到指定外设上。OutputStream类提供了3种向流中写数据的方法。

①void write（int b）throws IOException：往输出流写出指定字节。它是一个抽象方法，必须在具体的子类中被实现。

②void write（byte［］b）throws IOException：往输出流依次写出字节组b中的所有字节。

③void write（byte［］b，int off，int len）throws IOException：往输出流依次写出字节组b中的从索引off开始的len个字节。

这3个写方法只能将原始数据以二进制的方式，逐字节地写入输出流所连接的外设中，而不能对所传递的数据进行格式化或进行类型转换。其他方法如下。

①void flush（）throws IOException：刷新输出流。为了提高性能，有些输出流往往先把数据存放在缓冲区里，然后在合适时再将它们成块地写到数据介质上。

②void close（）throws IOException：关闭输出流并释放与该流相关的系统资源。

2．字符流

类似地，输入流Reader和输出流Writer是java．io包中最基本的字符流，其他字符流都是Reader或Writer的派生子类。它们的继承关系如下。

Reader类是抽象类，不能直接使用。它是所有输入字符流类的父类，描述了所有字符输入流都需要的方法，用于完成从输入流中读取数据的功能。Reader类定义了一组与Input－ Stream类相似的方法，如read、mark、reset、skip、close等方法。只是这里的信息处理单位是字符，而不是字节。Reader类也提供了如下3种从流中读数据的方法。

①int read（）throws IOException：从输入流中读一个字符，并以int型返回。它是一个抽象方法，必须在具体的子类中被实现。

②int read（char［］cbuf）throws IOException：读入若干字符，并存入字符数组cbuf中。

③int read（char［］cbuf，int off，int len）throws IOException：读入len个字符，存入cbuf［off］开始的字符数组元素中。

Writer类是抽象类，不能直接使用。它是所有输出字符流类的父类，描述了所有字符输出流都需要的方法，用于接收顺序输出的字符并将它送入目的地。Writer类定义了一组与OutputStream类相似的方法，如write、flush、close等方法。只是这里的信息处理单位是字符，而不是字节。Writer类提供了如下更多的向流中写数据的方法。

①void write（int c）throws IOException：写出指定字符。

②void write（char［］cbuf）throws IOException：写出字符数组cbuf的所有字符。

③void write（char［］cbuf，int off，int len）throws IOException：写出字符数组cbuf中的部分字符。

④void write（String str）throws IOException：写出字符串str中的所有字符。

⑤void write（String str，int off，int len）throws IOException：写出字符串str中的部分字符。

由于文本文件对字符采用特定的编码，而Java程序对字符采用Unicode编码。所以，Java程序在读写文本文件时，最主要的问题是字符编码的转换。Read类能够将输入流中采用其他编码的字符转换为Unicode字符，存入内存中；Writer类能够把内存中的Unicode字符转换为其他编码的字符，再写到输出流中。

3．对象流

ObjectInputStream和ObjectOutputStream是对象流，提供将整个对象写入到输出流中，并从输入流中读取对象的功能。这两个类分别继承了InputStream和OutputStream，继承关系如下：

注意：通过流传输的对象必须实现序列化的接口，即一个对象只有实现了序列化，它才能通过流来传输。